Простые вещи: карандаш

1

Кристаллограф размышляет о свойствах грифеля, позволяющих ему при нажатии оставлять след на поверхности: «Хм, а как он пишет?» Главный «ингредиент» грифеля — графит. Его кристаллическая решётка похожа на торт «Наполеон»: атомы в ней располагаются слоями. Не квадратными, правда, а шестиугольными. Атомы в шестиугольниках прочно сцеплены между собой, но сами слои отстоят друг от друга далеко и связаны слабо. Поэтому, если провести графитом по бумаге, слои-чешуйки отрываются и пристают к ней.

2

Химик-органик вспоминает, как получается материал для стержня. Графитовую пыль спекают с глиной, добавляя воду. Затем в поры получившегося вещества загоняют жиры, которые делают грифель мягким (кондитерский жир), твёрдым (воск) или средним (стеарин).

3

Петролог думает: «А что будет, если карандаш сжать и нагреть?» При давлении около 350 000 атмосфер, как в недрах Земли на глубине около 1 000 километров, и температуре 1 300 °C ­графит почти весь превратится в алмаз. Но в грифеле есть также немного глины и жиров. Когда жир выкипит, из глины образуется что-то вроде корунда, а если добавить хрома, может получиться и рубин. А всё потому, что и графит, и алмаз целиком состоят из углерода и различаются лишь плотностью упаковки атомов. С глиной и корундом дело обстоит схожим образом, только в основе их состава — оксид алюминия. Какая заманчи­вая перспектива — получить из одного ­простого карандаша целых два драгоценных камня… Но не всё так просто. Достичь в прессе необходимого давления очень сложно — результат не окупит затраты на производство.

4

Космонавт знает, что использование карандаша в космосе — дело крайне опасное, так как при письме частички графита откалываются и в условиях невесомости могут попасть в глаза и в аппаратуру. При этом графит хорошо проводит электрический ток и легко может спровоциро­вать замыкание. А обычные чернила в невесомос­ти не стекают и не оставляют следа на бумаге. В начале космической эпохи люди пользовались-­таки карандашами, подвергая риску своё здоровье. Юрий Гагарин брал с собой на орбиту восковой карандаш — безопасный, но неудобный. Наконец в 1966 году Пол Фишер изобрёл ручку Space Pen, которую НАСА одобрило для использования в программах «Аполло», а потом её купил и Советский Союз — для своих космических миссий.

5

Астрофизик грезит о гигантском карандаше, бороздящем просторы Вселенной. Это далёкая туманность NGC 2736 в созвездии Паруса. Она представляет собой результат взрыва сверхновой — ударную волну, несущуюся со скоростью около 500 тысяч километров в час. Своё название туманность Карандаш получила благодаря вытянутой форме.

6

Криминалист припоми­нает, что в 20-е годы XX века в США велись разработки карандаша-пистолета и ручки-пистолета — замаскированного под пишущую принадлежность огнестрельного оружия. Они стали популярны во время Второй мировой и получили название stinger — «жало». Устройство было оснащено лишь одной пулей, и перезаряжать его было непросто. Считалось, что оно эффективно для моментального выстрела с близкого расстояния.

7

Физик мечтает о Нобелевской премии. Воображая себя на месте Андрея Гейма и Константина Новосёлова (поочерёдно), получивших заветную награду в 2010 году — за открытие графена. Этот материал, как и графит, — одна из форм углерода, только толщиной в один атом, плотнее, с большей электро- и теплопроводностью. Графен сначала получали механически, отшелушивая слои графита от простого карандаша, но потом научились создавать с помощью термических и химических реакций. Этот уникальный материал используется в производстве нанотрубок, транзисторов, сверхпрочных нитей.

8

Дендролог глядит то в окошко на ­зеленеющую липу, то на карандаш и вздыхает: «Одинаковые вроде деревья, а такая разная судьба…» Да-да, карандаши, повседневное орудие школьников и работников умственного труда, делают как раз из липы, сибирского кедра, иногда из сосны, а в ряде азиатских стран — из растения джелутонг, которое содер­жит много ­природного кау­чука. В России чаще всего используют липу — из-за вязкой древесины. К тому же липа широко распространена, неприхотлива и быстро растёт.

Дерево спиливают и делают из него брус, который на фабрике пропитывают парафином, чтобы будущий карандаш было легче точить. Затем просушивают и проделывают отверстия для стержней. В завершение брус распиливают, красят, затачивают и упаковывают.

9

А два математика доказы­вают теорему о четырёх красках. Она ­утверждает, что любой расположен­ный на сфере рисунок можно заштриховать четырьмя цветными карандашами так, чтобы любые две области, имеющие общую границу, были разного цвета. Впервые эта теорема была доказана в 1976 году Кеннетом Аппелем и Вольфгангом Хакеном.

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №9 (23) за сентябрь 2016 г.

_{Подписаться на «Кота Шрёдингера»}